Gesunde Ernährung: Was muss jeder Mensch wissen?

Ernährung ist die Wissenschaft von Lebensmitteln und deren Einfluss auf die menschliche Gesundheit. Nährstoffe sind chemische Verbindungen in Lebensmitteln, die der Körper für Wachstum, Erhaltung und Energie benötigt. Nährstoffe, die nicht vom Körper synthetisiert werden, sind die wertvollsten (essentiellen) und müssen daher über die Nahrung aufgenommen werden. Dazu gehören Vitamine, Mineralstoffe, einige Aminosäuren und Fettsäuren. Nährstoffe, die vom Körper aus anderen Verbindungen synthetisiert werden, sind nicht essentiell, auch wenn sie über die Nahrung aufgenommen werden können. Makronährstoffe benötigt der Körper in relativ großen Mengen, Mikronährstoffe hingegen in kleinen Mengen.

Ein Mangel an bestimmten Nährstoffen kann zu verschiedenen Krankheiten (z. B. Kwashiorkor, Pellagra) und anderen Störungen führen. Übermäßiger Konsum von Makronährstoffen führt zu Fettleibigkeit, und übermäßiger Konsum von Mikronährstoffen kann toxische Erscheinungen hervorrufen.

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Makronährstoffe

Lebensmittel bestehen hauptsächlich aus Makronährstoffen, die als Energiequelle und für viele essentielle Nährstoffe dienen. Zu den Makronährstoffen zählen Kohlenhydrate, Proteine (einschließlich essentieller Aminosäuren), Fette (einschließlich essentieller Fettsäuren), Makronährstoffe und Wasser. Als Energiequellen sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine austauschbar; Fette liefern 9 kcal/g (37,8 kJ/g); Proteine und Kohlenhydrate liefern 4 kcal/g (16,8 kJ/g).

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate in Lebensmitteln werden zu Glukose und anderen Monosacchariden abgebaut. Kohlenhydrate erhöhen den Blutzuckerspiegel und füllen die Energiereserven auf. Einfache Kohlenhydrate, hauptsächlich Monosaccharide oder Disaccharide, sind kleine Moleküle und niedermolekulare Verbindungen, die schnell absorbiert werden. Komplexe Kohlenhydrate sind hochmolekulare Verbindungen, deren Moleküle zu Monosacchariden abgebaut werden. Komplexe Kohlenhydrate erhöhen den Blutzuckerspiegel langsam, aber über einen längeren Zeitraum. Glukose und Saccharose sind einfache Kohlenhydrate; Stärke und Ballaststoffe (Zellulose) sind komplexe Kohlenhydrate (Polysaccharide).

Der glykämische Index misst, wie schnell Kohlenhydrate den Blutzuckerspiegel ansteigen lassen. Die Werte reichen von 1 (langsamster Anstieg) bis 100 (schnellster Anstieg, entspricht reinem Zucker). Tatsächlich hängt die Geschwindigkeit des Blutzuckeranstiegs jedoch auch von der Art der Kohlenhydrate im Lebensmittel ab.

Kohlenhydrate mit hohem glykämischen Index lassen den Blutzuckerspiegel schnell ansteigen. Dadurch steigt der Insulinspiegel, was zu Hypoglykämie und Hunger führt, was wiederum zu übermäßiger Kalorienaufnahme und in der Folge zu Gewichtszunahme führt. Kohlenhydrate mit niedrigem glykämischen Index lassen den Blutzuckerspiegel langsamer ansteigen, was zu niedrigeren postprandialen Blutinsulinspiegeln und weniger Hunger führt. Dies führt zu einem günstigeren Lipidprofil und somit zu einem geringeren Risiko für Fettleibigkeit, Diabetes und deren Komplikationen.

Eichhörnchen

Nahrungsproteine werden zu Peptiden und Aminosäuren abgebaut. Proteine sind für die Erhaltung, Erneuerung, Funktion und das Wachstum von Gewebe unerlässlich. Bekommt der Körper jedoch nicht genügend Kalorien aus Depots (insbesondere Fetten) oder aus der Nahrung, kann Protein als Energiequelle genutzt werden.

Glykämischer Index einiger Lebensmittel

Kategorie	Name	Index
Bohnen	Bohnen Rote Linsen	33 27
Brot	Soja Roggenbrot Weißbrot Vollkorn	14 69
Getreide	Vollkleie Cornflakes Haferflocken Puffreis Weizenflocken	54 83 53 90 70
Molkerei	Milch, Eis,	34-38
Produkte	Joghurt
Früchte	Äpfel Bananen Orangen Orangensaft Erdbeeren	61 43 32
Mais	Gerste Brauner Reis Weißer Reis	66
Pasta	-
Kartoffel	Instantpüree (weiß) Süßkartoffelpüree (weiß)	86 50
Vorspeisen	Mais-Chips Haferkekse Kartoffelchips	57 56
Zucker	Fruktose Glucose Honig, raffinierter Zucker	100 91 64

Die Verwendung von Nahrungsproteinen zum Gewebeaufbau durch den Körper entspricht der Nettoproteinaufnahme (positive Stickstoffbilanz). In katabolen Zuständen (z. B. Hunger, Infektionen, Verbrennungen), die mit Gewebeschäden einhergehen, kann mehr Protein verbraucht werden, als durch die Nahrung aufgenommen wird, was zu einem Nettoproteinverlust (negative Stickstoffbilanz) führt. Die Stickstoffbilanz ist der beste Indikator für die Differenz zwischen der aufgenommenen Stickstoffmenge und der vom Körper über Urin und Stuhl ausgeschiedenen Stickstoffmenge.

Von den 20 Aminosäuren sind 9 essentielle Aminosäuren; sie werden nicht im Körper synthetisiert und müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Erwachsene benötigen 8 Aminosäuren, Kinder von 0 bis 1 Jahr zusätzlich Histidin.

Bei Normalgewicht hängt der Bedarf an Nahrungsprotein mit der Wachstumsrate zusammen, die vom Säuglingsalter bis zum Erwachsenenalter abnimmt. Der Proteinbedarf sinkt von 2,2 g/kg bei 3 Monate alten Säuglingen auf 1,2 kg/g bei 5-Jährigen und 0,8 kg/g bei Erwachsenen. Der Proteinbedarf entspricht dem Bedarf an essentiellen Aminosäuren. Erwachsene, die Muskelmasse abbauen möchten, benötigen nur minimale Proteinmengen.

Die Aminosäurezusammensetzung von Proteinen variiert stark. Die biologische Wertigkeit spiegelt die Ähnlichkeit der Aminosäurezusammensetzung des Proteins mit den Proteinen tierischen Gewebes wider. Am harmonischsten ist Eiweiß, dessen biologische Wertigkeit mit 100 angenommen wird. Tierische Proteine aus Milch und Fleisch haben eine hohe biologische Wertigkeit (~90); Proteine aus Getreide und Gemüse haben eine niedrige biologische Wertigkeit (-40); einige andere Proteinquellen (z. B. Gelatine) haben eine biologische Wertigkeit von 0. Die Aminosäurezusammensetzung der einzelnen Proteine, aus denen die Nahrung besteht, bestimmt die biologische Gesamtwertigkeit der Nahrung. Laut RDA [empfohlene Tagesdosis (Dosis)] wird eine Mischkost mit einer biologischen Wertigkeit von 70 empfohlen.

Fette

Fette werden zu Fettsäuren und Glycerin abgebaut. Fette sind essentiell für das Gewebewachstum und die Hormonproduktion. Gesättigte Fettsäuren, die in tierischen Fetten vorkommen, sind bei Raumtemperatur fest. Pflanzliche Fette, mit Ausnahme von Palm- und Kokosöl, sind bei Raumtemperatur flüssig und enthalten hohe Konzentrationen an einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Durch partielle Hydrierung ungesättigter Fettsäuren entstehen Transfettsäuren.

Die wichtigsten (essentiellen) Fettsäuren (EFAs) sind -6 (p-6) Linolsäure und -3 (n-3) Linolensäure. Andere -6 Säuren (z. B. Arachidonsäure) und andere -3 Fettsäuren [Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure] sind ebenfalls für den Körper notwendig, können aber aus EFAs synthetisiert werden.

EFAs werden für die Bildung verschiedener ungesättigter Fettsäuren (Eicosanoide) benötigt, darunter Prostaglandine, Thromboxane, Prostacycline und Leukotriene. a-3-Fettsäuren verringern das Risiko einer koronaren Herzkrankheit.

Der Bedarf an essentiellen Fettsäuren variiert mit dem Alter. Erwachsene benötigen Linolsäure in Höhe von mindestens 2 % ihres Gesamtkalorienbedarfs und Linolensäure in Höhe von 0,5 %. Pflanzenöle sind reich an Linol- und Linolensäure. Öle aus Safran, Sonnenblumen, Mais, Sojabohnen, Nachtkerzenöl, Kürbisöl und Weizenkeimöl sind reich an Linolsäure. Meeresfischöle sowie Öle aus Leinsamen, Kürbisöl, Sojabohnen und Hanföl sind reich an Linolensäure. Meeresfischöle enthalten auch große Mengen einiger anderer α-3-Fettsäuren.

In den USA ist gehärtetes Pflanzenöl die wichtigste Nahrungsquelle für Transfettsäuren. Transfette erhöhen den LDL-Cholesterinspiegel und senken den HDL-Cholesterinspiegel. Unabhängig davon erhöhen sie auch das Risiko einer koronaren Herzkrankheit.

Makronährstoffe

Na, Cl, K, Ca, P und Mg werden vom Körper täglich in relativ großen Mengen benötigt (siehe Tabellen 1-3, 1-4 und 5-2).

Wasser. Wasser gilt als Makronährstoff, da sein Bedarf für den Energieverbrauch 1 ml/kcal (0,24 ml/kJ) oder etwa 2500 ml/Tag beträgt. Der Wasserbedarf variiert je nach Fieber, warmem oder kaltem Klima und hoher oder niedriger Luftfeuchtigkeit.

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Mikroelemente

Vitamine und Mineralstoffe werden als Spurenelemente in geringen Mengen benötigt.

Wasserlösliche Vitamine sind Vitamin C (Ascorbinsäure) und die acht Elemente des Vitamin-B-Komplexes: Thiamin (Vitamin B1), Riboflavin (Vitamin B2 ₎, Niacin, Pyridoxin (Vitamin B6 ₎, Folsäure, Cobalamin (Vitamin B12), Biotin und Pantothensäure.

Zu den fettlöslichen Vitaminen zählen Retinol (Vitamin A), Cholecalciferol bzw. Ergocalciferol (Vitamin D), Alpha-Tocopherol (Vitamin E) sowie Phyllochinon und Menachinon (Vitamin K). Lediglich die Vitamine A, E und B reichern sich bei starken Veränderungen im Körper an.

Zu den essentiellen Spurenelementen gehören Eisen, Jod, Zink, Chrom, Selen, Mangan, Molybdän und Kupfer. Mit Ausnahme von Chrom sind alle diese Elemente Bestandteil von Enzymen und Hormonen, die am Stoffwechsel beteiligt sind. Mit Ausnahme von Eisen und Zink sind Spurenelementmängel in Industrieländern selten.

Die Bedeutung anderer Mineralien für den Menschen (z. B. Aluminium, Arsen, Bor, Kobalt, Fluor, Nickel, Silizium, Vanadium) ist nicht belegt. Fluor ist zwar kein essentielles Spurenelement, trägt aber zur Kariesprävention bei, indem es mit Calcium eine Verbindung bildet, die die Mineralmatrix der Zähne stabilisiert. Alle Spurenelemente sind in großen Mengen giftig, und einige von ihnen (Arsen, Nickel und Chrom) können Krebs verursachen.

Andere Nahrungsmittel

Die typische Zusammensetzung der täglich vom Menschen verzehrten Lebensmittel enthält mehr als 100.000 chemisch aktive Substanzen (Kaffee beispielsweise enthält 1.000). Davon sind nur 300 Nährstoffe, und nur einige davon sind essentiell. Viele in Lebensmitteln enthaltene Stoffe ohne Nährwert sind jedoch nützlich. Beispielsweise verbessern Lebensmittelzusatzstoffe (Konservierungsmittel, Emulgatoren, Antioxidantien, Stabilisatoren) die Qualität und Stabilität von Produkten. Mikrokomponenten (z. B. Gewürze, neutrale Substanzen, die Geruch und Geschmack, Aroma, Farbe verändern, chemisch aktive Substanzen pflanzlichen Ursprungs und viele andere Naturprodukte) verbessern Aussehen und Geschmack von Lebensmitteln.

Ballaststoffe, die in verschiedenen Formen vorkommen (z. B. Zellulose, Hemizellulose, Pektin, Harz), erhöhen die Magen-Darm-Motilität, beugen Verstopfung vor und verbessern den Verlauf einer Divertikulose. Es wird angenommen, dass Ballaststoffe die Ausscheidungsrate von Substanzen erhöhen, die von Dickdarmbakterien produziert werden und die Krebsentstehung fördern. Epidemiologische Studien haben einen engen Zusammenhang zwischen der Entstehung von Dickdarmkrebs und einer geringen Ballaststoffaufnahme sowie eine positive Wirkung von Ballaststoffen auf funktionelle Darmerkrankungen, Morbus Crohn (während der Remission), Fettleibigkeit und Hämorrhoiden nachgewiesen. Verdauliche Ballaststoffe (in Obst, Gemüse, Hafer, Gerste und Bohnen enthalten) reduzieren den postprandialen Anstieg von Blutzucker und Insulin und tragen zur Senkung des Cholesterinspiegels bei.

Die typische westliche Ernährung weist aufgrund des hohen Verzehrs von hochraffiniertem Mehl und Weizen sowie des geringen Obst- und Gemüsekonsums eine geringe Ballaststoffaufnahme (ca. 12 g/Tag) auf. Es wird dringend empfohlen, die Ballaststoffaufnahme durch den Verzehr von mehr Gemüse, Obst und ballaststoffreichem Getreide auf ca. 30 g/Tag zu erhöhen.